羅宗剛，王 玲，蔡明成，伏彭輝，周 沛，左福元

(西南大學榮昌校區(qū)動物科學系，重慶402460)

熱應激對不同雜交組合肉牛生理指標和血液生化指標的影響

羅宗剛，王 玲，蔡明成，伏彭輝，周 沛，左福元*

(西南大學榮昌校區(qū)動物科學系，重慶402460)

為探討熱應激對不同雜交組合肉牛生理指標和血液生化指標的影響我。本試驗選擇年齡、體況相近的紅紅本[紅安格斯牛×(紅安格斯?！链仙降嘏?]、紅西本[紅安格斯?！?西門塔爾?！链仙降嘏?]、西西本[西門塔爾?！?西門塔爾牛×川南山地牛)]和西紅本[西門塔爾?！?紅安格斯?！链仙降嘏?]4個雜交組合肉牛，在夏季熱應激條件下測定其直腸溫度、脈搏、呼吸頻率，并采集血樣對其血液生化指標進行了測定和分析。結果表明:在熱應激條件下4個雜交組合肉牛的直腸溫度和心率差異不顯著(P＞0.05)，紅西本肉牛的呼吸頻率顯著低于西西本肉牛(P＜0.05);在血液生化指標方面，紅西本肉牛血清中的谷草轉氨酶活性極顯著低于西西本、西紅本肉牛(P＜0.01)，肌酸激酶活性顯著高于西紅本肉牛(P＜0.05);紅西本肉牛血清中的T3含量顯著低于西西本、西紅本肉牛(P＜0.05)，紅細胞鉀含量與西紅本肉牛差異顯著(P＜0.05)，血清K+、Cl-、Ca2+含量在4個雜交組合肉牛間差異顯著(P＜0.05)，其他血清生化指標含量在4個雜交組合間并沒有顯著差異(P＞0.05)。結果顯示，紅西本肉牛具有較好的耐熱性能。

血液生化指標;生理指標;熱應激;雜交;肉牛

動物的熱舒適區(qū)主要是依賴于物種、動物的生理狀態(tài)、相對濕度、環(huán)境空氣速度和太陽輻射的程度,高溫高濕環(huán)境不利于畜禽的生產(chǎn)力［1］。肉牛屬恒溫動物,汗腺不發(fā)達,耐熱性差,因而在我國南方高溫高濕環(huán)境下極易出現(xiàn)熱應激反應。研究表明,熱應激條件下,肉牛出現(xiàn)體溫升高、呼吸頻率加快、采食量下降、日增重降低、疾病發(fā)生率增加等現(xiàn)象,熱應激嚴重影響著肉牛的生產(chǎn)性能,給肉牛產(chǎn)業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟損失［2-3］。

生化指標變化是反映動物熱應激時體內(nèi)物質(zhì)代謝和某些組織器官機能狀態(tài)變化的一個重要特征。目前,國內(nèi)有關熱應激對動物影響的研究大多集中在單胃動物和奶牛上,且大多圍繞營養(yǎng)調(diào)控和環(huán)境控制方面［4］。研究表明,肉牛對熱的耐受性與品種有密切關系［5］,因此,培育耐熱的肉牛新品種、新品系對高溫高濕地區(qū)的肉牛生產(chǎn)具有重要意義。本試驗通過課題組前期利用引進品種對地方品種川南山地黃牛雜交改良的基礎上,得到的紅紅本 ［紅安格斯?！?紅安格斯?！链仙降嘏?］、紅西本［紅安格斯牛×(西門塔爾?！链仙降嘏?］、西西本［西門塔爾牛×(西門塔爾?！链仙降嘏?］和西紅本［西門塔爾?！?紅安格斯牛×川南山地牛)］4個雜交組合,測定熱應激條件下4個雜交組合肉牛的生理指標和血液生化指標,比較4個雜交組合肉牛的耐熱性能,為三峽庫區(qū)篩選具有較強抗熱應激能力的肉牛雜交組合提供理論依據(jù),也為培育適應我國南方炎熱氣候環(huán)境的肉牛新品種、新品系奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗動物 在重慶市豐都縣某牛場選擇體況相近、飼養(yǎng)管理一致的12月齡左右的西西本、紅紅本、西紅本和紅西本4種雜交組合肉牛各20頭作為試驗牛,試驗期從7月28日到8月3日。

1.2 牛舍溫濕度測定 試驗期內(nèi),在牛舍中部及4個角距地面1.5 m高處各懸掛干濕球溫度計,于每天08∶00和14∶00測定牛舍的干球溫度(Td)和濕球溫度(Tw),利用公式計算溫濕指數(shù)(THI),THI=0.72 (Td+Tw)+40.6。以THI作為熱應激程度的評定標準,當THI≤72為無熱應激;72＜THI≤79為輕度熱應激狀態(tài);79＜THI≤88為中度熱應激狀態(tài);THI＞88為重度熱應激狀態(tài)［6］。

1.3 生理指標的測定 在試驗期內(nèi),每天8∶00和14∶00測定試驗牛的直腸溫度、呼吸頻率和心率。

1.4 血樣采集 在試驗期第7天晨飼前,在試驗牛頸靜脈處采集2份血液,每份10 mL,一份置于促凝管中,靜置1 h后3 000 r/min離心15 min分離血清,分離出的血清于-20℃冷凍保存供血清生化指標的測定;另一份血液ACD抗凝,于3 000 r/min離心10 min,棄去血漿,向血細胞中加入5 mL生理鹽水,輕輕搖勻, 3 000 r/min離心20 min,棄上清液,用1 mL注射器配9號長針頭插入試管底部,準確吸取0.5 mL紅細胞,注入1.5 mL EP管中,編號后于4℃保存,供測紅細胞鉀。

1.5 血液指標的測定

1.5.1 紅細胞鉀的測定 紅細胞鉀含量測定參考蘇光華等［7］的方法。

1.5.2 血清生化指標的測定 血清生化指標采用全自動生化分析儀和酶標儀進行測定,包括谷草轉氨酶、谷丙轉氨酶、堿性磷酸酶、乳酸脫氫酶、肌酸激酶、三碘甲腺原氨酸(T3)、四碘甲腺原氨酸(T4)及血清中的鉀、鈉、氯、鈣離子的含量,試劑盒均購自南京建成生物工程研究所。

1.6 統(tǒng)計分析 使用Excel 2010對數(shù)據(jù)進行初步處理,采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析(One-Way ANOVA),并進行顯著性檢驗,結果均以平均值±標準差表示。

2 結果分析與討論

2.1 牛舍的溫濕度及溫濕指數(shù) 在試驗期內(nèi),牛舍溫度在08∶00、14∶00分別為30.29、34.71℃,濕球溫度超過26℃,平均溫濕指數(shù)THI大于72,達到83.13(表1)。

表1 牛舍的平均溫濕度及溫濕指數(shù)

肉牛熱應激是由環(huán)境溫度、空氣濕度、空氣對流、輻射以及機體自身產(chǎn)熱與散熱等多種因素所引起,其中環(huán)境溫度和空氣濕度是最主要的因素,因此綜合了環(huán)境溫度和濕度的溫濕指數(shù)是判斷肉牛熱應激的一個重要指標。肉牛生長的適宜環(huán)境溫度為5～25℃。本次試驗地點在重慶市豐都縣,試驗期內(nèi)牛舍平均溫度為32.5℃,平均濕球溫度為26.57℃,平均溫濕指數(shù)為83.13,說明此階段肉牛遭受著中度熱應激。

2.2 熱應激對4個雜交組合肉牛生理指標的影響 肉牛在遭受到熱應激時,為了維持體內(nèi)熱平衡及體溫的相對衡定,通過提高呼吸頻率和心率來加強機體的散熱作用,以緩解熱應激。由表2可知,在熱應激條件下,西西本、紅紅本、西紅本和紅西本4個雜交組合肉牛的直腸溫度和心率差異不顯著(P＞0.05);紅西本肉牛的呼吸頻率顯著低于西西本肉牛(P＜0.05),西西本、西紅本、紅紅本肉牛間的呼吸頻率差異不顯著(P＞0.05)。紅西本肉牛的呼吸頻率和心率均最低,這表明紅西本肉牛對熱應激反應不敏感,其耐熱性能高于其他3個雜交組合肉牛。

2.3 熱應激對4個雜交組合肉牛血清中酶活性的影響 酶是動物進行新陳代謝不可缺少的生物催化劑,對動物體內(nèi)的物質(zhì)代謝具有重要調(diào)控作用,血清酶主要由動物的各種組織器官分泌,其活性的高低與相應組織器官的代謝水平和功能狀態(tài)密切相關,機體的調(diào)節(jié)和適應能力在很大程度上取決于各組織器官的機能水平［8］。在高溫應激狀態(tài)下,動物組織器官的機能發(fā)生了變化,物質(zhì)代謝受到了干擾,導致血清酶的含量及活性隨之改變。谷丙轉氨酶和谷草轉氨酶是反映動物肝臟功能的重要指標,其在血清中的含量與肝臟健康狀況密切相關。當肝臟受損時,此酶即釋放于血清中,使活性升高［9］。熱應激條件下,血清中谷丙轉氨酶、堿性磷酸酶、乳酸脫氫酶的活性在4個雜交組合肉牛間差異并不顯著;紅西本肉牛血清中谷草氨酸酶活性極顯著低于西西本和西紅本肉牛,而在西西本、紅紅本、西紅本肉牛間差異不顯著;紅西本、紅紅本肉牛血清中的肌酸激酶活性顯著高于西紅本肉牛。4個雜交組合肉牛在遭受熱應激時,紅西本肉牛血清中谷草轉氨酶的活性極顯著低于西西本、西紅本肉牛,這可能表明熱應激對紅西本肉牛肝臟組織造成的損傷較少。肌酸激酶是一個與細胞內(nèi)能量運轉、肌肉收縮、ATP再生有直接關系的重要激酶,在高溫環(huán)境下,紅西本肉牛肌酸激酶的活性高于其他3個雜交組合,這保證了對其組織細胞的供能。

表2 熱應激對4個雜交組合肉牛生理指標的影響

2.4 熱應激對4個雜交組合肉牛血清中內(nèi)分泌激素含量的影響由 表4可知,熱應激條件下血清中四碘甲狀腺原氨酸(T4)含量在四個雜交組合肉牛之間差異不顯著(P＞0.05);紅西本肉牛血清中的三碘甲狀腺原氨酸(T3)含量顯著低于西西本和西紅本(P＜0.05),而西西本、紅紅本和西紅本肉牛間的血清三碘甲狀腺原氨酸含量差異不顯著(P＞0.05)。

甲狀腺素主要包括四碘甲腺原氨酸(T4)和三碘甲腺原氨酸(T3)2種,血液中大約75%的T3是由T4代謝分解產(chǎn)生［10］,T3、T4是調(diào)節(jié)機體代謝率的重要因素, T4活性低、起效較慢,但持續(xù)時間長;T3活性高、起效快,但持續(xù)時間短,體內(nèi)發(fā)揮生理作用的主要是T3,絕大多數(shù)T4需轉化為T3之后才能發(fā)揮生理效應。當血液中T3、T4水平降低時,代謝速度減慢。持續(xù)高溫時甲狀腺的機能活動降低,甲狀腺激素的分泌量減少,物質(zhì)代謝率降低,產(chǎn)熱減少,以增加機體對炎熱環(huán)境的適應。Johnson等［11］研究結果表明,氣溫在31～35℃時,奶牛的甲狀腺活動比17.6℃時降低了16.48%～65%。在本次試驗中,血清中T4含量在4個雜交組合間差異不顯著,但紅西本肉牛血清中T3含量顯著低于西西本和西紅本肉牛,表明在高溫環(huán)境下,紅西本肉牛具有更低的代謝率,產(chǎn)熱更少,以增加機體對炎熱環(huán)境的適應。

2.5 熱應激對4個雜交組合肉牛血液無機離子含量的影響 血清中無機離子含量對于肉牛的正常生理代謝具有重大意義,熱應激時,肉牛呼吸加快,產(chǎn)生過多的CO2,容易造成呼吸性堿中毒,機體為了維持正常的酸堿平衡,通過尿液排出血液中的K+、Na+等堿性離子,引起血中K+、Na+濃度下降,導致血漿滲透壓降低,血清鈣含量也下降。由表5可以看出,紅西本肉牛紅細胞鉀含量顯著低于西紅本(P＜0.05),西西本、紅紅本和西紅本間紅細胞鉀含量差異不顯著(P＞0.05);西西本、紅紅本和西紅本這3種雜交組合血清K+含量顯著低于紅西本(P＜0.05);4個肉牛雜交組合間血清中Na+的含量差異不顯著(P＜0.05);紅西本肉牛血清中的Cl-含量極顯著高于西西本、紅紅本(P＜0.01),西西本、西紅本和紅紅本間Ca2+含量差異不顯著(P＞0.05),而紅西本肉牛血清中Ca2+含量顯著高于西西本(P＜0.05)。紅細胞鉀含量是評價牛耐熱性的一個重要指標,研究表明,牛紅細胞鉀含量與牛的耐熱性呈負相關且不受性別年齡限制,遺傳力高［12］。在測定的4個雜交組合牛中,紅西本肉牛紅細胞鉀含量低于其他3個組合且與西紅本肉牛差異顯著,表明紅西本具有較強的抗熱應激能力。紅西本肉牛血清K+、Cl-、Ca2+含量均最高,且顯著高于西西本肉牛,這可能提示在熱應激條件下,紅西本肉牛具有更強的代償能力來維持機體的內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

表3 熱應激對4個雜交組合肉牛血清中酶活性的影響 U·L-1

表4 熱應激對4個雜交組合肉牛血清內(nèi)分泌激素的影響 nmol·L-1

表5 熱應激對4個雜交組合肉牛血液中離子含量的影響 mmol·L-1

3 結 論

通過對熱應激條件下4個雜交組合肉牛的生理指標和生化指標進行測定分析,結果紅西本肉牛雜交組合的呼吸頻率、血液中紅細胞鉀含量、血清中谷草轉氨酶活性及T3含量均最低,表明紅西本肉牛具有較好的耐熱性能,這為三峽庫區(qū)肉牛雜交組合的篩選和新品種的選育奠定了基礎。

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Effects of Heat Stresson Physiological Index and Blood Biochemical Index of Different Hybrid Beef Cattle

LUO Zong-gang,WANG Ling,CAI Ming-cheng,FU Peng-hui,ZHOU Pei,ZUO Fu-yuan*
(Department of Animal Science,Southwest University,Chongqing 402460,China)

In order to investigate the effects of heat stress on the physiological index and blood biochemical index of different hybrid beef cattle,four different hybrid beef cattle including Simmental×Simmental×Chuannan Mountainous (SSC),Red Angus×Red Angus×Chuannan Mountainous(RRC),Simmental×(Red Angus×Chuannan Mountainous(SRC), and Red Angus×Simmental×Chuannan Mountainous(RSC)with similar age and body condition were selected.Rectal temperature,heart rate and respiratory rate and blood biochemical indexes of beef cattle on heat stress were determined.The results indicated that rectal temperature and heart rate of four hybrid cattle were not significant(P＞0.05),while the respiratory rate of RSC was significantly lower than that of SSC.Glutamic oxaloacetic transaminase activity of RSC was significantly lower than that of SSC and SRC (P＜0.01)and its creatinekinase activity was significantly higher than that of SRC(P＜0.05).T3content of RSC was significantly lower than that of SSC and SRC(P＜0.05),and its potassium content in erythrocytes was significant compared with SRC(P＜0.05).Moreover,there were significant differences(P＜0.05)in blood K+,Cl-,Ca2+and high density lipoprotein among the among four different hybrid cattle,while other blood biochemical index contents were not significantly different(P＞0.05).Our results suggest that RSC has better resistance to effect of heat than other hybrid beef cattle.

biochemical indicators;physiological index;heat stress;hybrid;beef cattle

S823.4

A文獻標識碼:0258-7033(2015)11-0082-04

2015-03-06;

2015-03-19

國家科技支撐計劃(2011BAD36B01);西南大學博士基金項目(2010BSr01);重慶高校創(chuàng)新團隊建設計劃

羅宗剛(1973-),男,重慶永川人,講師,主要從事動物遺傳育種研究,E-mail:lnozgg@163.com

*通訊作者:左福元,E-mail:zfnynan@163.com